[实用新型]伺服电动阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动阀，尤其是一种用伺服电机控制阀门开度的伺服电动阀。

背景技术

电动阀在化工、钢铁、石油等领域有广泛的应用。目前用于电动阀的电动机有异步电机、步进电机和变频器驱动电机等，电机通过减速器与阀杆相连，控制阀的开启与闭合。

异步电机一般和限位器同时使用，通过限位器的限位信号，来开启或切断电动机的控制电路，这种方式只能控制阀门的全开或全闭，并且限位器容易损坏，另外不能对异步电机的扭矩进行控制，扭矩超限可能会造成阀门或设备的损坏。申请号为200820031710.0的文献，针对异步电机转矩不受控问题设计了阀门转矩控制电动装置。

步进电机驱动阀门时不需要限位器，控制器通过给步进电机脉冲信号来控制阀的开度，可以对阀的开度进行任意调节。但是步进电机为开环控制，控制精度低，而且容易失步，造成控制失效。申请号为200720125094.0的文献，提出了一种改进的步进电机驱动的电动阀，虽然作了一些改进，但是仍采用的是步进电机，控制方式仍为开环，精度低。

变频式电动阀采用变频器驱动异步电机，并且在阀上装有位置传感器，返回阀的开度信号，构成闭环控制，控制精度较高，申请号为200710072541的文献，提出了一种变频式电动阀。变频式电动阀需要用到编码器，编码器的成本高，特别是对于使用环境恶劣的情况(如粉尘、风沙大，振动大)，所需要的编码器价格更高，而且与交流伺服系统相比，变频器控制的响应慢，精度较低。

目前还有永磁无刷直流电机驱动的电动阀，和变频式电动阀一样，要进行闭环控制，需要用到编码器。申请号为200710036766的文献，针对电动阀，提出了一种改进的编码器，但是结构复杂，成本高，且光电编码器对使用环境的要求高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种伺服电动阀，其控制精度高、可靠性高、响应快且成本低。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种伺服电动阀，包括阀体，阀体中设有阀杆，伺服电机的输出通过联轴器与减速器输入相连，减速器的输出与阀杆相连，阀杆与阀孔相连并控制阀孔的开度，其特征在于，所述的伺服电机的电机轴上设有位置检测装置，位置检测装置输入信号给伺服控制器控制伺服电机驱动减速器并通过阀杆控制阀孔的开度。

在另一实施例中，所述的阀杆上也可以设有位置检测装置，位置检测装置输入信号给伺服控制器，伺服控制器控制伺服电机驱动减速器并通过阀杆控制阀孔的开度。

在又一实施例中，所述的阀杆上还设有传动机构，该传动机构的主动件设置在阀杆上，从动件的转轴上设有位置检测装置，位置检测装置输入信号给伺服控制器，伺服控制器控制伺服电机驱动减速器并通过阀杆控制阀孔的开度。

所述的减速器为蜗轮蜗杆减速器或圆柱齿轮减速器或圆锥齿轮减速器或行星齿轮减速器或其组合。

所述的伺服电机优选为交流伺服电机。

所述的位置检测装置、伺服控制器和伺服电机可以一体设置。

所述伺服控制器包括数据处理单元、电机驱动单元和电流传感器，所述数据处理单元接收输入的指令信号、电流传感器采集的电机输入电流信号和位置检测装置输出的代表电机角度的信息，经过数据处理，输出控制信号给所述的电机驱动单元，所述电机驱动单元根据所述的控制信号输出合适的电压给伺服电机，从而实现对伺服电机的精确控制。

所述数据处理单元包括机械环控制子单元、电流环控制子单元、PWM控制信号产生子单元和传感器信号处理子单元；

所述传感器信号处理子单元接收所述位置检测装置输出的代表电机角度的信息，将电机的角度传输给所述的机械环控制子单元；所述传感器信号处理子单元还接收所述电流传感器的检测到的电流信号，经过A/D采样后输出给所述的电流环控制子单元；

所述机械环控制子单元根据接收到的指令信号和电机轴的转动角度，经过运算得到电流指令，并输出给所述的电流环控制子单元；

所述电流环控制子单元根据接收到的电流指令的电流传感器输出的电流信号，经过运算得到三相电压的占空比控制信号，并输出给所述的PWM控制信号产生子单元；

所述PWM控制信号产生子单元根据接收到的三相电压的占空比控制信号，生成具有一定顺序的六路PWM信号，分别作用于电机驱动单元。

所述电机驱动单元包括六个功率开关管，所述开关管每两个串联成一组，三组并联连接在直流供电线路之间，每一开关管的控制端受PWM控制信号产生子单元输出的PWM信号的控制，每一组中的两个开关管分时导通。